專利名稱：一種鋰離子液流電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)儲(chǔ)能電池領(lǐng)域，特別涉及鋰離子液流電池。
背景技術(shù)：
電能的廣泛應(yīng)用被認(rèn)為是二十世紀(jì)人類最大的成就之一。電力工業(yè)成為國(guó)家最重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。電池科技的發(fā)展也在電能的應(yīng)用中發(fā)揮著巨大的作用。低成本、具有可擴(kuò)展性的能源存儲(chǔ)仍然是繼續(xù)發(fā)展可再生能源科技(風(fēng)能、太陽能)和改善電網(wǎng)效率的關(guān)鍵。電化學(xué)儲(chǔ)能在提供動(dòng)力方面由于具有能量密度高、簡(jiǎn)單可靠等優(yōu)點(diǎn)，在電能應(yīng)用中占有舉足輕重的地位。鋰離子電池作為一種電化學(xué)電池，具有能量密度大、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過多年的發(fā)展，鋰離子電池已經(jīng)在社會(huì)中得到廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的鋰離子電池的結(jié)構(gòu)主要包括正極片、多孔隔膜(3)、電解液和負(fù)極片。其中正極片是由正極集流體(I)和涂布在正極集流體上的正極層(2)組成。正極層(2)中包含正極活性材料顆粒、導(dǎo)電劑和粘合劑。負(fù)極片是由負(fù)極集流體(5)和涂布在負(fù)極集流體上的負(fù)極層(4)組成。負(fù)極層(4)中包含負(fù)極活性材料顆粒、導(dǎo)電劑和粘合劑。在鋰離子電池的正極片和負(fù)極片之間注有電解液，并且有電子不導(dǎo)電的多孔隔膜(3)，將正極片和負(fù)極片隔開，如圖1所示。鋰離子電池是通過鋰離子在正負(fù)極之間的嵌入和脫嵌來實(shí)現(xiàn)電池充放電。當(dāng)電池放電時(shí)，負(fù)極層(4)中的負(fù)極活性材料顆粒會(huì)脫出鋰離子，脫嵌的鋰離子進(jìn)入電解液，并通過多孔隔膜(3)到達(dá)電池的正極區(qū)域，嵌入到正極層(2)中的正極活性材料顆粒中，與此同時(shí)，負(fù)極層(4)中的活性材料顆粒內(nèi)部的電子流入到負(fù)極集流體(5)，通過外部電路到達(dá)正極集流體(I)，并嵌入正極層(2)中的正極活性材料顆粒內(nèi)部。電池充電的過程與之相反。由于鋰離子電池的電極活性材料顆粒是通過涂布的方式固定在金屬集流體上，不能遷移流動(dòng)，因此電極活性顆粒很難穿透多孔隔膜而直接接觸，這種固定的電極在一定程度上避免了電池的內(nèi)部短路。鋰離子液流電池是最新發(fā)展起來的一種化學(xué)電池技術(shù)，它綜合了鋰離子電池和液流電池的優(yōu)點(diǎn)，是一種輸出功率和儲(chǔ)能容量彼此獨(dú)立、能量密度大，成本較低的新型可充電池。鋰離子液流電池在風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、電網(wǎng)調(diào)峰、分布電站、市政交通等方面具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。鋰離子液流電池由正極懸浮液池、負(fù)極懸浮液池、電池反應(yīng)器、液泵及密封管道組成。其中，正極懸浮液池盛放正極材料顆粒(如磷酸鐵鋰材料顆粒)、導(dǎo)電劑和電解液的混合物，負(fù)極懸浮液池盛放負(fù)極材料顆粒(如鈦酸鋰材料顆粒)、導(dǎo)電劑和電解液的混合物。鋰離子液流電池反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)主要包括:正極集流體(6)、正極反應(yīng)腔(7)、正極進(jìn)液口
(8)、正極出液口(9)、多孔隔膜(10)、負(fù)極反應(yīng)腔(11)、負(fù)極進(jìn)液口(12)、負(fù)極出液口 (13)和負(fù)極集流體(14)。鋰離子液流電池工作時(shí)用輸液泵對(duì)懸浮液進(jìn)行循環(huán)，懸浮液在液泵推動(dòng)下通過密封管道在懸浮液池和電池反應(yīng)器之間流動(dòng)，流速可根據(jù)懸浮液濃度和環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中，正極懸浮液由正極進(jìn)液口(8)進(jìn)入電池反應(yīng)器的正極反應(yīng)腔(7)，完成反應(yīng)后由正極出液口(9)通過密封管道返回正極懸浮液池。與此同時(shí)，負(fù)極懸浮液由負(fù)極進(jìn)液口(12)進(jìn)入電池反應(yīng)器的負(fù)極反應(yīng)腔(11)，完成反應(yīng)后由負(fù)極出液口(13)通過密封管道返回負(fù)極懸浮液池。一般的設(shè)計(jì)是，正極反應(yīng)腔與負(fù)極反應(yīng)腔之間有電子不導(dǎo)電的多孔隔膜(10)，將正極懸浮液中的導(dǎo)電顆粒(正極活性材料顆粒和導(dǎo)電劑顆粒)和負(fù)極懸浮液中的導(dǎo)電顆粒(負(fù)極活性材料顆粒和導(dǎo)電劑顆粒)相互隔開，避免導(dǎo)電顆粒直接接觸導(dǎo)致電池內(nèi)部的短路，如圖2所示。其中，正極反應(yīng)腔(7)內(nèi)的正極懸浮液和負(fù)極反應(yīng)腔(11)內(nèi)的負(fù)極懸浮液可以通過多孔隔膜(10)中的電解液進(jìn)行鋰離子交換傳輸。當(dāng)電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)腔(11)中的負(fù)極活性材料顆粒內(nèi)部的鋰離子脫嵌而出，進(jìn)入電解液，并通過多孔隔膜(10)到達(dá)正極反應(yīng)腔(7)，嵌入到正極活性材料顆粒內(nèi)部；與此同時(shí)，負(fù)極反應(yīng)腔(11)中的負(fù)極活性材料顆粒內(nèi)部的電子流入負(fù)極集流體(14)，并通過負(fù)極集流體的負(fù)極極耳流入電池的外部回路，完成做功后通過正極極耳流入正極集流體(6)，最后嵌入正極反應(yīng)腔(7)中的正極活性材料顆粒內(nèi)部。電池充電的過程與之相反。在上述放電和充電過程中，正極反應(yīng)腔(7)中的正極懸浮液處于連續(xù)流動(dòng)或間歇流動(dòng)的狀態(tài)，并通過正極活性材料顆粒與導(dǎo)電劑顆粒的接觸以及導(dǎo)電劑顆粒與正極集流體(6)的表面接觸，形成網(wǎng)絡(luò)狀的電子導(dǎo)電通道，負(fù)極反應(yīng)腔(11)中的負(fù)極懸浮液也與此類似。這樣，在鋰離子液流電池的反應(yīng)器中完成電池的充放電過程。上述鋰離子液流電池的問題是，正極反應(yīng)腔(7)的正極懸浮液和負(fù)極反應(yīng)腔(11)的負(fù)極懸浮液都與多孔隔膜(10)直接接觸，當(dāng)電池工作一段時(shí)間后，很難完全避免流動(dòng)的電極活性材料顆粒和導(dǎo)電劑嵌入到多孔隔膜(10)的孔隙，并由此導(dǎo)致電池內(nèi)部的短路，從而嚴(yán)重影響電池的安全性能和工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鋰離子液流電池，該鋰離子液流電池的反應(yīng)腔和多孔隔膜之間有一固定電極層，固定電極層避免了電極懸浮液與多孔隔膜直接接觸，有效地避免了電池內(nèi)部短路現(xiàn)象的出現(xiàn)。本發(fā)明的目的是通過下述方式實(shí)現(xiàn)的:一種鋰離子液流電池，包括:正極集流體(15)、正極反應(yīng)腔(16)、負(fù)極集流體(25)和負(fù)極反應(yīng)腔(24)，正極反應(yīng)腔(16)內(nèi)的正極懸浮液和負(fù)極反應(yīng)腔(24)內(nèi)的負(fù)極懸浮液通過多孔隔膜(20)中的電解液進(jìn)行鋰離子交換傳輸，其特征在于:所述鋰離子液流電池的正極反應(yīng)腔(16)和多孔隔膜(20)之間有一固定正極層(19);或者，所述鋰離子液流電池的負(fù)極反應(yīng)腔(24)和多孔隔膜(20)之間有一固定負(fù)極層(21);或者，所述鋰離子液流電池的正極反應(yīng)腔(16)和負(fù)極反應(yīng)腔(24)與多孔隔膜(20)之間分別有一固定正極層(19)和固定負(fù)極層(21)。所述固定正極層(19)與多孔隔膜(20)之間的間隙小于1mm，與正極集流體(15)的間距大于100微米；所述固定負(fù)極層(21)與多孔隔膜(20)之間的間隙小于Imm,與負(fù)極集流體(25)的間距大于100微米。所述固定正極層(19)與正極集流體(15)之間只能通過正極懸浮液進(jìn)行電子傳導(dǎo)，即:當(dāng)正極反應(yīng)腔(16)內(nèi)沒有通入正極懸浮液時(shí)，固定正極層(19)與正極集流體(15)之間沒有導(dǎo)電接觸，相互絕緣；當(dāng)正極懸浮液充滿正極反應(yīng)腔(16)后，固定正極層(19)與正極集流體(15)可以通過正極懸浮液進(jìn)行電子傳導(dǎo)。所述固定正極層(19)的厚度為0.1微米 200微米。
所述固定正極層(19)由正極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑的混合物和多孔基體構(gòu)成，其中多孔基體起固定支撐的作用。所述的混合物以涂布、噴涂或燒結(jié)的方式固定在多孔基體上。其中，按質(zhì)量百分比組成為正極活性材料:導(dǎo)電劑:粘合劑=40 95%:1 30%: 2 50%。所述正極活性材料為含鋰的磷酸亞鐵鋰、摻雜鋰錳氧化物、鋰鈷氧化物、鋰鎳鈷氧化物、鋰錳鎳氧化物、鋰鎳錳鈷氧化物以及其它含鋰金屬氧化物的一種或幾種混合物；所述導(dǎo)電劑為炭黑、碳纖維、金屬顆粒中的一種或幾種混合物；所述粘合劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、淀粉、羥甲基纖維素、再生纖維素、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯三元乙丙橡膠、丁苯橡膠、氟橡膠、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及各類合成絕緣粘合劑材料的一種或幾種混合物。所述正極活性材料顆粒的平均粒徑大于50納米小于50微米。所述固定正極層(19)的多孔基體為多孔金屬鎳、多孔金屬鋁、多孔金屬鈦、多孔聚烯烴、多孔聚丙烯酸、多孔聚苯乙烯以及各類多孔金屬材料或多孔聚合物材料的一種。所述固定負(fù)極層(21)與負(fù)極集流體(25)之間只能通過負(fù)極懸浮液進(jìn)行電子傳導(dǎo)，即:當(dāng)負(fù)極反應(yīng)腔(24)內(nèi)沒有通入負(fù)極懸浮液時(shí)，固定負(fù)極層(21)與負(fù)極集流體(25)之間沒有導(dǎo)電接觸，相互絕緣；當(dāng)負(fù)極懸浮液充滿負(fù)極反應(yīng)腔(24)后，固定負(fù)極層(21)與負(fù)極集流體(25)可以通過負(fù)極懸浮液進(jìn)行電子傳導(dǎo)。所述固定負(fù)極層(21)的厚度為0.1微米 200微米。所述固定負(fù)極層(21)由負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑的混合物以及多孔基體構(gòu)成，其中多孔基體起固定支撐的作用。所述混合物以涂布、噴涂或燒結(jié)的方式固定在多孔基體上。其中，按質(zhì)量百分比組成為負(fù)極活性材料:導(dǎo)電劑:粘合劑=40 95%:1 30%: 2 50%。所述負(fù)極活性材料為能夠可逆嵌鋰的鋁基合金、硅基合金、錫基合金、鋰鈦氧化物、碳材料的一種或幾種混合物；所述導(dǎo)電劑為炭黑、碳纖維、金屬顆粒中的一種或幾種混合物；所述粘合劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、淀粉、羥甲基纖維素、再生纖維素、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯三元乙丙橡膠、丁苯橡膠、氟橡膠、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及各類合成絕緣粘合劑材料的一種或幾種混合物。所述負(fù)極活性材料顆粒的平均粒徑大于50納米小于50微米。所述固定負(fù)極層(21)的多孔基體為多孔金屬鎳、多孔金屬銅、多孔金屬鈦、多孔聚烯烴、多孔聚丙烯酸、多孔聚苯乙烯以及其它各類多孔金屬材料或多孔聚合物材料的一種。本發(fā)明所述的鋰離子液流電池的工作原理如下:本發(fā)明鋰離子液流電池的正極懸浮液由正極進(jìn)液口(17)進(jìn)入電池反應(yīng)器的正極反應(yīng)腔(16)，完成反應(yīng)后由正極出液口(18)流出。與此同時(shí)，負(fù)極懸浮液由負(fù)極進(jìn)液口
(22)進(jìn)入電池反應(yīng)器的負(fù)極反應(yīng)腔(24)，完成反應(yīng)后由負(fù)極出液口(23)流出。所述的固定正極層(19)主要由正極活性材料顆粒和導(dǎo)電劑顆粒組成，因此在固定正極層(19)中，顆粒和顆粒之間會(huì)存在一定的空隙。當(dāng)正極懸浮液充滿正極反應(yīng)腔(16)時(shí)，正極懸浮液中的電解液會(huì)滲入到固定正極層(19)的顆粒空隙中，并通過固定正極層
(19)的顆粒空隙，滲入到固定正極層(19)和多孔隔膜(20)之間的空隙。固定負(fù)極層(21)的情況與此相似，當(dāng)負(fù)極懸浮液充滿負(fù)極反應(yīng)腔(24)時(shí)，負(fù)極懸浮液中的電解液會(huì)滲入到固定負(fù)極層(21)的顆粒空隙以及固定負(fù)極層(21)和多孔隔膜(20)之間的空隙。電池放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極懸浮液中的負(fù)極活性材料顆粒脫嵌，進(jìn)入電解液，并向正極反應(yīng)區(qū)域遷移。鋰離子可以先進(jìn)入到固定負(fù)極層(21)中的負(fù)極活性材料顆粒中或顆粒之間的電解液，然后通過多孔隔膜(20)進(jìn)入正極區(qū)域。之后，鋰離子可以通過固定正極層(19)的正極活性材料顆?；蝾w粒之間的電解液，進(jìn)一步嵌入到正極懸浮液中的正極活性材料顆粒中。與此同時(shí)，固定負(fù)極層(21)和負(fù)極懸浮液中的負(fù)極活性材料顆粒內(nèi)部的電子進(jìn)入負(fù)極集流體(25)，然后通過外部電路做功后，到達(dá)正極集流體(15)，進(jìn)入到正極懸浮液和固定正極層(19)的正極活性材料顆粒內(nèi)部，形成一個(gè)放電的電化學(xué)過程。電池充電的過程與之相反。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:本發(fā)明所述的鋰離子液流電池在反應(yīng)腔和多孔隔膜之間有一固定電極層。固定電極層將反應(yīng)腔內(nèi)的懸浮液與多孔隔膜隔開，避免了電池內(nèi)部短路，也起到了保護(hù)隔膜的作用，極大地提高了電池的安全性能和循環(huán)壽命。


圖1為現(xiàn)有鋰離子電池原理示意圖，圖中:1-正極集流體；2_正極層；3_多孔隔膜；4_負(fù)極層；5_負(fù)極集流體；圖2為現(xiàn)有鋰離子液流電池原理示意圖，圖中:6-正極集流體；7_正極反應(yīng)腔；8-正極進(jìn)液口 ；9-正極出液口 ；10_多孔隔膜；11_負(fù)極反應(yīng)腔；12_負(fù)極進(jìn)液口 ；13_負(fù)極出液口 ； 14-負(fù)極集流體；圖3為本發(fā)明帶有固定電極層的鋰離子液流電池原理示意圖，圖中:15_正極集流體；16-正極反應(yīng)腔；17-正極進(jìn)液口 ； 18-正極出液口 ； 19-固定正極層；20_多孔隔膜；21-固定負(fù)極層；22_負(fù)極進(jìn)液口 ；23_負(fù)極出液口 ；24_負(fù)極反應(yīng)腔；25_負(fù)極集流體。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本發(fā)明提供一固定正極層的實(shí)施例:所述固定正極層可以通過將正極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑的混合物涂布在多孔基體上獲得，具體工藝步驟包括:I)將磷酸鐵鋰、炭黑、聚偏氟乙烯按照7: 2: I的質(zhì)量比混合溶解到一定量的甲基吡咯烷酮有機(jī)溶液中，充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得正極漿料。2)將上述的正極漿料均勻涂布在泡沫鎳基體上，涂布厚度為100微米。3)將涂布后的泡沫鎳基體進(jìn)行烘干處理，在60°C -80°C的條件下，烘烤12小時(shí)。4)在5MPa_20MPa的壓力下將烘干后的正極漿料和泡沫鎳基體進(jìn)行壓實(shí)，制得固定正極層。實(shí)施例2本發(fā)明提供一固定負(fù)極層的實(shí)施例:所述固定負(fù)極層可以通過將負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑的混合物涂布在多孔基體上獲得，具體工藝步驟包括:I)將鈦酸鋰、炭黑、聚偏氟乙烯按照7: 2: I的質(zhì)量比混合溶解到一定量的甲基吡咯烷酮有機(jī)溶液中，充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得?fù)極漿料。2)將上述的負(fù)極漿料均勻涂布在多孔聚烯烴基體上，涂布厚度為150微米。3)將涂布后的多孔聚烯烴基體進(jìn)行烘干處理，在60°C -80°C的條件下，烘烤6小時(shí)。4)在5MPa_20MPa的壓力下將烘干后的正極漿料和多孔聚烯烴基體進(jìn)行壓實(shí)，制得固定負(fù)極層。實(shí)施例3本發(fā)明提供一鋰離子液流電池的實(shí)施例:所述鋰離子液流電池包括正極集流體、正極反應(yīng)腔、正極懸浮液、固定正極層、多孔隔膜、負(fù)極反應(yīng)腔、負(fù)極懸浮液和負(fù)極集流體。所述鋰離子液流電池的正極反應(yīng)腔和多孔隔膜之間設(shè)有一固定正極層，所述固定正極層與正極集流體之間通過正極懸浮液進(jìn)行電子傳導(dǎo)。所述正極集流體為金屬鋁箔，所述正極懸浮液的正極活性材料顆粒為鋰鎳錳鈷化合物顆粒，所述固定正極層為磷酸鐵鋰、炭黑、聚偏氟乙烯的混合物，所述固定正極層的多孔基體為多孔金屬鋁，所述多孔隔膜為聚丙烯和聚乙烯成分的復(fù)合隔膜，所述負(fù)極懸浮液的負(fù)極活性材料顆粒為鈦酸鋰顆粒，所述負(fù)極集流體為金屬銅箔。實(shí)施例4本發(fā)明提供另一鋰離子液流電池的實(shí)施例。鋰離子液流電池主要由正極集流體、正極反應(yīng)腔、正極懸浮液、固定正極層、多孔隔膜、負(fù)極反應(yīng)腔、負(fù)極懸浮液、固定負(fù)極層和負(fù)極集流體組成。所述鋰離子液流電池的正極反應(yīng)腔和多孔隔膜之間設(shè)有一固定正極層，所述固定正極層與正極集流體之間通過正極懸浮液進(jìn)行電子傳導(dǎo)；所述鋰離子液流電池的負(fù)極反應(yīng)腔和多孔隔膜之間設(shè)有一固定負(fù)極層，所述固定負(fù)極層與負(fù)極集流體之間通過負(fù)極懸浮液進(jìn)行電子傳導(dǎo)。所述正極集流體為金屬鋁箔，所述正極懸浮液的正極活性材料顆粒為錳酸鋰顆粒，所述固定正極層為錳酸鋰、炭黑、聚偏氟乙烯的混合物，所述固定正極層多孔基體為多孔金屬鎳，所述多孔隔膜為聚丙烯和聚乙烯成分的復(fù)合隔膜，所述固定負(fù)極層為鈦酸鋰、炭黑、聚偏氟乙烯的混合物，所述固定負(fù)極層多孔基體為多孔金屬鎳，所述負(fù)極懸浮液的負(fù)極活性材料顆粒為鈦酸鋰顆粒，所述負(fù)極集流體為金屬銅箔。最后需要注意的是，公布實(shí)施方式的目的在于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實(shí)施例所公開的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍以權(quán)利要求書界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子液流電池，包括:正極集流體、正極反應(yīng)腔、負(fù)極反應(yīng)腔和負(fù)極集流體，正極反應(yīng)腔內(nèi)的正極懸浮液和負(fù)極反應(yīng)腔內(nèi)的負(fù)極懸浮液通過多孔隔膜中的電解液進(jìn)行鋰離子交換傳輸，其特征在于:所述鋰離子液流電池的正極反應(yīng)腔和多孔隔膜之間設(shè)有一固定正極層，所述固定正極層與正極集流體之間通過正極懸浮液進(jìn)行電子傳導(dǎo)；或者，所述鋰離子液流電池的負(fù)極反應(yīng)腔和多孔隔膜之間設(shè)有一固定負(fù)極層，所述固定負(fù)極層與負(fù)極集流體之間通過負(fù)極懸浮液進(jìn)行電子傳導(dǎo)；或者，所述鋰離子液流電池的正極反應(yīng)腔和負(fù)極反應(yīng)腔與多孔隔膜之間分別設(shè)有固定正極層和固定負(fù)極層，所述固定正極層與正極集流體之間通過正極懸浮液進(jìn)行電子傳導(dǎo)，所述固定負(fù)極層與負(fù)極集流體之間通過負(fù)極懸浮液進(jìn)行電子傳導(dǎo)；所述固定正極層與多孔隔膜的間距小于I毫米，與正極集流體的間距大于100微米，以及所述固定負(fù)極層與多孔隔膜的間距小于I毫米，與負(fù)極集流體的間距大于100微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子液流電池，其特征在于:所述固定正極層的厚度為0.1 200微米，以及所述固定負(fù)極層的厚度為0.1 200微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子液流電池，其特征在于:所述固定正極層由正極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑和多孔基體構(gòu)成，其中，按質(zhì)量百分比組成為正極活性材料:導(dǎo)電劑:粘合劑=40 95%: I 30%: 2 50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子液流電池，其特征在于:所述固定負(fù)極層由負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑和多孔基體構(gòu)成，其中，按質(zhì)量百分比組成為負(fù)極活性材料:導(dǎo)電劑:粘合劑=40 95%: I 30%: 2 50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子液流電池，其特征在于:所述正極活性材料為含鋰的磷酸亞鐵鋰、摻雜鋰錳氧化物、鋰鈷氧化物、鋰鎳錳氧化物、鋰鎳鈷氧化物、鋰鎳錳鈷氧化物以及其它含鋰金屬氧化物的一種或幾種混合物；所述導(dǎo)電劑為炭黑、碳纖維、金屬顆粒中的一種或幾種混合物；所述粘合劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、淀粉、羥甲基纖維素、再生纖維素、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯三元乙丙橡膠、丁苯橡膠、氟橡膠、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及各類合成絕緣粘合劑材料的一種或幾種混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子液流電池，其特征在于:所述正極活性材料顆粒的平均粒徑大于50納米小于50微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子液流電池，其特征在于:所述負(fù)極活性材料為能夠可逆嵌鋰的鋁基合金、硅基合金、錫基合金、鋰鈦氧化物、碳材料的一種或幾種混合物；所述導(dǎo)電劑為炭黑、碳纖維、金屬顆粒中的一種或幾種混合物；所述粘合劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、淀粉、羥甲基纖維素、再生纖維素、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯三元乙丙橡膠、丁苯橡膠、氟橡膠、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及各類合成絕緣粘合劑材料的一種或幾種混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子液流電池，其特征在于:所述負(fù)極活性材料顆粒的平均粒徑大于50納米小于50微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的鋰離子液流電池，其特征在于:所述多孔基體為多孔金屬或多孔聚烯烴、多孔聚丙烯酸、多孔聚苯乙烯以及其它各類多孔聚合物材料的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子液流電池，屬于化學(xué)儲(chǔ)能電池技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明鋰離子液流電池的電極反應(yīng)腔與隔膜之間有固定電極層，避免了隔膜與流動(dòng)的電極懸浮液之間的直接接觸，可以有效避免電池內(nèi)部的短路，提高電池的安全性能和工作效率。
文檔編號(hào)H01M2/16GK103187551SQ201110457170
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者陳永翀, 武明曉, 王秋平, 張萍, 韓立 申請(qǐng)人:北京好風(fēng)光儲(chǔ)能技術(shù)有限公司, 中國(guó)科學(xué)院電工研究所